DE102014108906B4

DE102014108906B4 - Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnungen

Info

Publication number: DE102014108906B4
Application number: DE102014108906.5A
Authority: DE
Inventors: Wayne Young; Robert Riegen
Original assignee: Bal Seal Engineering LLC
Current assignee: Bal Seal Engineering LLC
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2021-11-25
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: DE102014108906A1

Abstract

Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (100, 120, 124, 130, 134, 140, 146, 150, 151, 160, 180), die ein elektrisch leitendes abgeschrägtes Schraubenfederelement (102, 152) mit ringförmiger Ausgestaltung und ein abschirmendes abgeschrägtes Schraubenfederelement (104, 154) mit ringförmiger Ausgestaltung aufweist, die durch ein Beabstandungselement (106, 122, 126, 156, 162, 182) voneinander getrennt sind und relativ zueinander koaxial positioniert sind;wobei das Beabstandungselement (106, 122, 126, 156, 162, 182) mit dem elektrisch leitenden abgeschrägten Schraubenfederelement (102, 152) und dem abschirmenden abgeschrägten Schraubenfederelement (104, 154) in Kontakt steht;wobei das elektrisch leitende abgeschrägte Schraubenfederelement (102, 152) ausgestaltet ist, zwei voneinander beabstandete elektrische Komponenten (112, 114) elektrisch zu verbinden, und das abschirmende abgeschrägte Schraubenfederelement (104, 154) die elektrische Verbindung zwischen den beiden voneinander beabstandeten elektrischen Komponenten (112, 114), die von dem elektrisch leitenden abgeschrägte Schraubenfederelement (102, 152) bereitgestellt wird, zumindest teilweise abzuschirmen.

Description

SACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenlegung betrifft im Wesentlichen das Sachgebiet der elektrischen Kontakte und insbesondere elektrische Fläche-an-Fläche-Kontakte.
HINTERGRUND
Elektrische Fläche-an-Fläche-Kontakte werden in zahlreichen Anwendungen und Industriebereichen verwendet, wie z. B. der Luft- und Raumfahrt- und der Autoindustrie, um nur einige zu nennen. Die Anforderungen für diesen Typ von Kontakten können in Abhängigkeit von der Anwendung stark variieren. Es gilt jedoch, dass diese Kontakte eine zuverlässige und robuste elektrische Verbindung zwischen zwei Flächen bieten sollen.
US 9 590 345 B2 betrifft ein Kontaktelement zum elektrisch leitenden Sammeln von Bauteilen, wobei das Kontaktelement Kontaktpunkte zum Kontaktieren von Kontaktbereichen der Bauteile aufweist und einen ersten Abschnitt aufweist, der zumindest hauptsächlich in Form einer Federlasche ausgebildet ist, der die Kontaktpunkte elektrisch sammelt und einen zweiten Abschnitt aufweist, der die Kontaktpunkte elektrisch verbindet, wobei der durch den zweiten Abschnitt gebildete Sammelweg kürzer ist als der des ersten Abschnitts.
US 6 776 668 B1 offenbart einen elektrischen Verbinder mit niedrigem Profil, die eine Mittelkontaktanordnung mit einem integrierten Gehäuse und darin einem federbelasteten Kolbenkontakt, sowie eine Abschirmanordnung hat, die koaxial zur Mittelkontaktanordnung ist. Die Abschirmanordnung umfasst eine geschlitzte Abschirmbasis, die stationär mit einer Leiterplatte gekoppelt werden soll, und einen Kontaktring, der zur Relativbewegung dazu umgekehrt an der Abschirmbasis angebracht ist.
US 5 035 628 A nennt einen elektrischen Verbinder zur Positionierung zwischen parallelen Flächen und zur elektrischen Verbindung von leitenden Bereichen auf den Flächen. Insbesondere umfasst der Verbinder ein Gehäuse und Kontaktelemente, die durch Wickeln einer flexiblen, schaltungstragenden Folie um eine einzelne abgeschrägte Schraubenfeder oder durch Wickeln einer flexiblen, schaltungstragenden Folie um zwei voneinander beabstandete abgeschrägte Schraubenfedern gebildet werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird eine Fläche-an-Fläche Kontaktanordnung zur Verfügung gestellt, die ein elektrisch leitendes abgeschrägtes Schraubenfederelement (canted coil spring) mit ringförmiger Ausgestaltung und ein abschirmendes abgeschrägtes Schraubenfederelement (canted coil spring) mit ringförmiger Ausgestaltung aufweist, die durch ein Beabstandungselement voneinander getrennt sind und relativ zueinander koaxial positioniert sind. Das Beabstandungselement steht mit dem elektrisch leitenden abgeschrägten Schraubenfederelement und dem abschirmenden abgeschrägten Schraubenfederelement in Kontakt. Das elektrisch leitende abgeschrägte Schraubenfederelement ist ausgestaltet, zwei voneinander beabstandeten elektrischen Komponenten elektrisch zu verbinden, und das abschirmende abgeschrägte Schrauben¬federelement die elektrische Verbindung zwischen den beiden voneinander beabstandeten elektrischen Komponenten, die von dem elektrisch leitenden abgeschrägte Schraubenfederelement bereitgestellt wird, zumindest teilweise abzuschirmen.
Eine weitere Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung weist mindestens zwei innere elektrisch leitende Federelemente und mindestens ein äußeres abschirmendes Federelement auf, die durch ein Beabstandungselement getrennt sind. Die inneren und äußeren Federelemente greifen in das Beabstandungselement ein. Eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente ist ausgestaltet, mit einer ersten elektrischen Komponente in elektrischem Kontakt zu stehen, und ein anderes der inneren elektrisch leitenden Federelemente ist ausgestaltet, mit einer zweiten elektrischen Komponente in elektrischem Kontakt zu stehen. Das äußere abschirmende Federelement schirmt die elektrische Verbindung, die von den mindestens zwei inneren elektrisch leitenden Federelementen bereitgestellt wird, zumindest teilweise ab. Eine innere elektrisch leitende Komponente greift in die inneren elektrisch leitenden Federelementen ein.
Eine andere Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung weist eine erste elektrische Komponente, eine zweite elektrische Komponente und mindestens zwei innere elektrisch leitende Federelemente auf. Eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente steht mit der ersten elektrischen Komponente in elektrischem Kontakt. Ein anderes der inneren elektrisch leitenden Federelemente steht mit der zweiten elektrischen Komponente in elektrischem Kontakt. Eine innere elektrisch leitende Komponente greift in die inneren elektrisch leitenden Federelemente ein.
Eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung weist ein Beabstandungselement auf, das ein erstes Beabstandungselementteil aufweist und durch ein Band von einem zweiten Beabstandungselementteil getrennt ist. Eine innere Nut ist in dem ersten Beabstandungselementteil vorgesehen und weist eine bewegbare Abstandsplatte auf, die zumindest einen Teil der inneren Nut bildet, in der ein elektrisch leitendes Federelement angeordnet ist. Das zweite Beabstandungselementteil weist einen innenliegenden Block auf, der innerhalb einer Bohrung eines außenliegenden Blocks positioniert ist und dazwischen eine äußere Nut bildet. Ein abschirmendes Federelement ist in der äußeren Nut vorgesehen und bildet eine Verrastungsverbindung, eine Verriegelungsverbindung oder eine Halteverbindung zwischen dem innenliegenden Block und dem außenliegenden Block.
Eine Fläche-an-Fläche Kontaktanordnung, die zwei Flächen und mindestens ein inneres elektrisch leitendes Federelement und mindestens ein äußeres abschirmendes Federelement, die durch ein Beabstandungselement getrennt sind, umfasst, wird zur Verfügung gestellt. Die inneren und äußeren Federelemente greifen mit dem Beabstandungselement zusammen, wobei das innere elektrisch leitende Federelement die zwei Flächen elektrisch verbindet und das äußere elektrisch leitende Federelement die elektrische Verbindung zumindest teilweise abschirmt.
Eine weitere Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung wird zur Verfügung gestellt, die zwei Flächen und ein inneres elektrisch leitendes Federelement, das die zwei Flächen verbindet, aufweist.
Es wird noch eine weitere Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zur Verfügung gestellt, die zwei Flächen und mindestens zwei innere elektrisch leitende Federelemente und mindestens ein äußeres abschirmendes Federelement, die durch ein Beabstandungselement getrennt sind, aufweist. Die inneren und äußeren Federelemente greifen mit dem Beabstandungselement zusammen, wobei eines der inneren elektrisch leitenden Federelement mit einer der zwei Flächen in elektrischem Kontakt steht und das andere der inneren elektrisch leitenden Federelemente mit der anderen der zwei Flächen in elektrischem Kontakt steht und das äußere abschirmende Federelement die elektrische Verbindung zumindest teilweise abschirmt. Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei eine innere elektrisch leitende Komponente in die inneren elektrisch leitenden Federelemente eingreift.
Aspekte der vorliegenden Offenlegung umfassen eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, die ein elektrisch leitendes Federelement und ein abschirmendes Federelement aufweist, die durch ein Beabstandungselement voneinander getrennt sind und relativ zueinander koaxial positioniert sind; das Beabstandungselement steht mit beiden Federelementen in Kontakt; wobei das elektrisch leitende Federelement zwei aneinander angrenzende Flächen elektrisch verbindet und das abschirmende Federelement die elektrische Verbindung zwischen den zwei Flächen, die von dem elektrisch leitenden Federelement hergestellt wird, zumindest teilweise abschirmt.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei das Beabstandungselement mit mindestens einer der zwei Flächen in Kontakt stehen kann.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung kann ferner ein mittleres Tragelement aufweisen, das mit dem elektrisch leitenden Federelement in Kontakt steht.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei das Beabstandungselement eine innere Nut mit einem flachen Grund, einem V-förmigen Grund oder einem C-förmigen Grund, die das elektrisch leitende Federelement aufnimmt, und eine äußere Nut mit einem flachen Grund, einem V-förmigen Grund oder einem C-förmigen Grund, die das abschirmende Federelement aufnimmt, aufweisen kann.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei das mittlere Tragelement eine äußere Nut aufweisen kann, die das elektrisch leitende Federelement aufnimmt, wobei die äußere Nut einen flachen Grund, einen V-förmigen Grund oder einen C-förmigen Grund aufweist.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei das Beabstandungselement aus einem dielektrischen Material gefertigt sein kann.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei das mittlere Tragelement aus einem dielektrischen Material gefertigt sein kann.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei das Beabstandungselement mehr als eine Komponente aufweisen kann.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung kann ferner ein Zentrierteil aufweisen, das von mindestens einer der zwei Flächen vorsteht.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei das Beabstandungselement eine X-Form aufweisen kann.
Die Fläche-an-Fläche Kontaktanordnung, wobei das Beabstandungselement innere und äußere Vorsprünge aufweisen kann, die in das elektrisch leitende Federelement und in das äußere abschirmende Federelement vorstehen können.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung kann ferner eine erste Komponente, die mit einer ersten Seite der zwei Federelemente in Kontakt steht, und eine zweite Komponente, die mit einer zweiten Seite der zwei Federelemente in Kontakt steht, aufweisen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenlegung weist eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung auf, die zwei Flächen und mindestens zwei innere elektrisch leitende Federelemente und mindestens ein äußeres abschirmendes Federelement, die durch ein Beabstandungselement getrennt sind, aufweist; wobei die inneren und äußeren Federelemente in das Beabstandungselement eingreifen; wobei eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente mit einer der zwei Flächen in elektrischem Kontakt steht und das anderer der inneren leitenden Federelemente mit der anderen der zwei Flächen in elektrischem Kontakt steht und das äußere abschirmende Federelement die elektrische Verbindung, die von den mindestens zwei inneren elektrisch leitenden Federelementen hergestellt wird, zumindest teilweise abschirmt; wobei eine innere elektrisch leitende Komponente in die inneren elektrisch leitenden Federelemente eingreift.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei das Beabstandungselement in mindestens eine der zwei Flächen eingreifen kann.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei die innere elektrisch leitende Komponente in mindestens eine der zwei Flächen eingreifen kann.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei das Federelement mindestens eine innere Nut mit einem flachen Grund, einem V-förmigen Grund oder einem C-förmigen Grund, die eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente zumindest teilweise aufnimmt, und eine äußere Nut mit einem flachen Grund, einem V-förmigen Grund oder einem C-förmigen Grund, die das äußere abschirmende Federelement zumindest teilweise aufnimmt, aufweisen kann.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, wobei die innere elektrisch leitende Komponente mindestens eine äußere Nut aufweisen kann, die mindestens eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente zumindest teilweise aufnimmt, wobei die äußere Nut einen flachen Grund, einen V-förmigen Grund oder einen C-förmigen Grund aufweist.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenlegung kann eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung aufweisen, die zwei Flächen und mindestens zwei innere elektrisch leitende Federelemente aufweist; wobei eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente mit einer der zwei Flächen in elektrischem Kontakt steht und das andere der inneren elektrisch leitenden Federelemente mit der anderen der zwei Flächen in elektrischem Kontakt steht; wobei eine innere elektrisch leitende Komponente in die inneren elektrisch leitenden Federelemente eingreift.
Die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung kann ferner eine Abdichtung aufweisen, die sich außerhalb des abschirmenden Federelements befindet.
Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Offenlegung ist eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung, die aufweist: ein Abstandselement, das ein erstes Abstandselementteil, das durch ein Band von einem zweiten Abstandselementteil getrennt ist; eine innere Nut, die in dem ersten Abstandselementteil vorgesehen ist und eine bewegbare Platte aufweist, die zumindest einen Teil der inneren Nut bildet; wobei das zweite Abstandselement einen innenliegenden Block aufweist, der innerhalb einer Bohrung eines außenliegenden Blocks positioniert ist und dazwischen eine äußere Nut bildet; eine Feder, die in der äußeren Nut vorgesehen ist und eine Verrastungsverbindung, eine Verriegelungsverbindung oder eine Halteverbindung zwischen dem innenliegenden Block und dem außenliegenden Block bildet.
Noch weitere Merkmale der vorliegenden Offenlegung sind in ihren jeweiligen Ausgestaltungen so ausgeführt, wie sie in jeder der offengelegten Figuren gezeigt sind, wobei von Ausführungsform zu Ausführungsform im Wesentlichen gleiche Komponenten in der nachfolgenden schriftlichen Beschreibung berücksichtigt sind.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenlegung betrifft ein Verfahren zum Herstellen jeder einzelnen oder jeder Kombination aus den hier offengelegten FaF-Kontaktanordnungen.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenlegung betrifft ein Verfahren zum Verwenden jeder einzelnen oder jeder Kombination aus den hier offengelegten FaF-Kontaktanordnungen.
Figurenliste
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Vorrichtungen, Systeme und Verfahren werden mit Bezug auf die Beschreibung, Patentansprüche und beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, wobei:

1, 1A und 2 Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnungen zeigen, die jeweils ein elektrisch leitendes Federelement und ein abschirmendes Federelement, die durch ein Beabstandungselement getrennt sind, aufweisen.
3 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die den in 1, 1A und 2 gezeigten im Wesentlichen gleich ist und ferner ein mittleres Tragelement aufweist.
4 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die den in 1, 1A und 2 gezeigten im Wesentlichen gleich ist und ferner ein mittleres Tragelement mit einer Zusammengreifkomponente aufweist.
4A der in 4 gezeigten Kontaktanordnung im Wesentlichen gleich ist, wobei die Zusammengreifkomponente ein weiteres Flächenmerkmal zum Zusammengreifen aufweist.
4B die Kontaktanordnung von 4A in Kontakt mit einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente zeigt.
5 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die elektrisch leitende Federelemente, welche abwechselnd mit abschirmenden Federelementen angeordnet sind, aufweist, die durch Beabstandungselemente voneinander getrennt sind.
5A eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die mehrere elektrisch leitende Federelemente und ein äußeres abschirmendes Federelement aufweist, die durch Beabstandungselemente voneinander getrennt sind.
6 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die ein inneres elektrisch leitendes Federelement und ein äußeres abschirmendes Federelement, die durch ein Beabstandungselement getrennt sind, aufweist, wobei das äußere abschirmende Federelement in dem Beabstandungselement eingebettet ist.
6A eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die ein inneres elektrisch leitendes Federelement und ein äußeres abschirmendes Federelement, die durch ein Beabstandungselement getrennt sind, aufweist, wobei das äußere abschirmende Federelement mit einem Elastomermaterial gefüllt ist.
6B eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die ein inneres elektrisch leitendes Federelement und ein äußeres abschirmendes Element, die durch ein Beabstandungselement getrennt sind, aufweist, wobei das äußere abschirmende Element eine abschirmende Dichtung ist.
7 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die der in 1 und 2 im Wesentlichen gleich ist, wobei das Beabstandungselement eine X-Form aufweist.
8 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die der in 1 und 2 im Wesentlichen gleich ist, wobei das Beabstandungselement innere und äußere Vorsprünge aufweist, die in das innere elektrisch leitende bzw. das äußere abschirmende Federelement vorstehen.
9 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die aus einem inneren elektrisch leitenden Federelement besteht.
10 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die der in 9 gezeigten im Wesentlichen gleich ist und ferner ein mittleres Tragelement mit einer Zusammengreifkomponente aufweist.
11 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die zwei Flächen oder Schichten, zwei innere elektrisch leitende Federelemente und zwei äußere abschirmende Federelemente aufweist.
12 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die zwei Flächen oder Schichten, zwei innere elektrisch leitende Federelemente und zwei äußere abschirmende Federelemente aufweist, die denen von 11 im Wesentlichen gleich sind, wobei unterschiedliche Abmessungen verwendet werden, um die Verwendung von unterschiedlichen Federwicklungsgrößen zu ermöglichen.
13 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die der in 1 dargestellten im Wesentlichen gleich ist und zwei aneinander angrenzende Komponenten elektrisch verbindet.
14 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die ein inneres elektrisch leitendes Federelement und ein Verbundelement aufweist, das sowohl als ein Abstandshalter als auch als ein Abschirmelement dient.
15 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die ein inneres elektrisch leitendes Federelement und ein Verbundelement aufweist, das sowohl als ein Abstandshalter als auch als ein Abschirmelement dient, wobei die Form des Verbundelements im Wesentlichen eine X-Form ist.
16 eine zweischichtige Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die der von 11 und 12 im Wesentlichen gleich ist, wobei die Nuten konisch zulaufende Oberflächen aufweisen, um die darin positionierten Federn zu rotieren.
17 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, die der von 16 im Wesentlichen gleich ist, jedoch als eine einschichtige Kontaktanordnung mit Nuten, die konisch zulaufende Oberflächen aufweisen.
18 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, bei der ein äußeres Abstandselement eine Verrastungsverbindung aufweist.
19 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, bei der ein äußeres Abstandselement eine Verriegelungsverbindung aufweist.
20 eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung zeigt, bei der ein äußeres Abstandselement eine Halteverbindung aufweist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die nachstehend dargelegte detaillierte Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen dient als eine Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen von elektrischen Kontakten, die gemäß Aspekten der vorliegenden Vorrichtungen, Systeme und Verfahren zur Verfügung gestellt werden, und dient nicht zum Darstellen der einzigen Ausgestaltungen, in denen die vorliegenden Vorrichtungen, Systeme und Verfahren vorgesehen sein oder verwendet werden können. In der Beschreibung sind die Merkmale und die Schritte zum Ausbilden und Verwenden der Ausführungsformen der vorliegenden Vorrichtungen, Systeme und Verfahren in Zusammenhang mit den dargestellten Ausführungsformen dargelegt. Es versteht sich jedoch, dass die gleichen oder äquivalente Funktionen und Strukturen von anderen Ausführungsformen ausgeführt werden können, die ebenfalls im Wesen und Umfang der vorliegenden Offenlegung enthalten sind. Wie hier an anderer Stelle erwähnt ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder im Wesentlichen gleiche Elemente oder Merkmale.
In der nachfolgenden Beschreibung wird der Ausdruck „Figur“ austauschbar mit dem abgekürzten Ausdruck „Fig.“ verwendet.
1 zeigt eine Fläche-an-Fläche- („FaF“-) Kontaktanordnung 100, die ein inneres elektrisch leitendes Federelement 102, das auch als ein erstes Federelement oder eine erste Feder bezeichnet werden kann, und ein äußeres abschirmendes Federelement 104, das auch als ein zweites Federelement oder eine zweite Feder bezeichnet werden kann, aufweist, die durch ein Beabstandungs- oder Abstandselement 106 aus einem Isoliermaterial, wie z. B. einem dielektrischen Material, voneinander beabstandet sind. Das zweite Federelement 104 ist aus einem metallischen Material gefertigt und kann daher auch Elektrizität leiten. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das äußere oder zweite Federelement verwendet, um EM- (elektromagnetische) Wellen abzuschirmen. Alle drei Komponenten 102, 104, 106 sind ringförmig ausgestaltet und um eine Mittellinie CL herum angeordnet. Somit versteht sich, dass die innere Feder 102, die äußere Feder 104 und das Beabstandungs- oder Abstandselement 106 alle einen Außendurchmesser und einen Innendurchmesser aufweisen. Es versteht sich, dass das zweite Federelement 104 einen größeren AD (Außendurchmesser) und ID (Innendurchmesser) aufweist als den entsprechenden AD und ID des ersten Federelements 102. Es versteht sich ferner, dass das zweite Federelement 104 einen größeren OD und ID aufweist als den entsprechenden OD und ID des Beabstandungselements 106. Das zweite Federelement und das erste Federelement sind relativ zueinander koaxial positioniert. Das zweite Federelement und das Beabstandungselement sind ebenfalls relativ zueinander koaxial positioniert. Ferner versteht sich, dass ein Aspekt der vorliegenden Offenlegung eine äußere Feder und eine innere Feder aufweist, die durch ein Beabstandungselement voneinander getrennt sind. Wie gezeigt ist, sind die äußere Feder 104, die innere Feder 102 und das Beabstandungselement 106 im Wesentlichen entlang einer gleichen Ebene 90 positioniert und sind koaxial angeordnet. Vorzugsweise stehen die drei Komponenten miteinander in Kontakt. Vorzugsweise sind die Federn abgeschrägte Schraubenfedern, die axiale abgeschrägte Schraubenfedern sein können und in der axialen Richtung der Mittellinie abgeschrägt sein können. Bei anderen Beispielen sind die Federn radiale abgeschrägte Schraubenfedern und sind so ausgelegt, dass sie in einer radialen Richtung der Mittellinie abgeschrägt sind.
Das Beabstandungselement 106 weist eine erste Fläche 108a mit einer ersten Oberfläche, eine zweite Fläche 108b mit einer zweiten Oberfläche und zwei Seitenwände 110a, 110b auf, wobei das elektrisch leitende Federelement oder die erste Feder 102 entlang dem ID des Beabstandungselements positioniert ist. Das Beabstandungselement 106 ist aus einem dielektrischen Material gefertigt und isoliert die erste Feder 102 elektrisch gegen die zweite Feder 104. Obwohl das Beabstandungselement 106 entlang mindestens zweier Ebenen symmetrisch ist, kann das Beabstandungselement auch asymmetrisch sein. Ferner kann das Beabstandungselement 106 aus mehr als einer Komponente gefertigt sein, wobei nicht sämtliche der Komponenten dielektrisch sein müssen. Zum Beispiel kann ein Abschnitt des Beabstandungselements 106 der Mehrkomponenten-Ausführungsform, der sich näher an der zweiten Feder 104 befindet, aus einem leitenden Material gefertigt sein, wobei die übrigen Komponenten oder Strukturen des Beabstandungselements, die sich näher an der ersten Feder 102 befinden, nichtleitend sind, so dass sie die erste Feder elektrisch gegen die zweite Feder isolieren. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der dielektrische Abschnitt an einer anderen Stelle vorgesehen, solange eine eindeutige Isolierschicht zwischen der ersten Feder und der zweiten Feder vorgesehen ist.
In Kontakt mit der ersten Feder 102 und der zweiten Feder 104 gezeigt sind zwei planare Komponenten, die als eine erste Struktur oder Komponente 112 und eine zweite Struktur oder Komponente 114 bezeichnet werden können. Die zwei Komponenten 112, 114 können durch die innere Feder 102 oder sowohl durch die innere Feder 102 als auch die äußere Feder 104 in eine elektrische Verbindung miteinander platziert werden. In letzterer Situation, in der beide Federn verwendet werden, weist jede der zwei Komponenten 112, 114 eine Isoliereinrichtung auf, wie z. B. eine Abdichtung, eine dielektrische Schicht oder dergleichen, um die Kontaktpunkte mit den zwei Federn 102, 104 zu isolieren. Die zwei Komponenten 112, 114 können jede Anzahl von elektrischen Vorrichtungen darstellen, wie z. B. gedruckte Leiterplatten (printed circuit board - PCB), gedruckte Verdrahtungsplatten (printed wiring board - PWB), oberflächenmontierte Vorrichtungen oder zwei Leiter von zwei unterschiedlichen Knotenpunkten oder Leiterplatten oder einer Energiequelle, um nur einige zu nennen. Wie gezeigt ist, weist die erste Komponente 112 eine erste Leiterbahn oder einen ersten Leiter 40 und eine zweite Leiterbahn oder einen zweiten Leiter 42 auf, die mit einem entsprechenden ersten Leiter oder einer ersten Leiterbahn 44 und einer zweiten Leiterbahn oder einem zweiten Leiter 46 auf der zweiten Komponente 114 in Kontakt stehen.
Das abschirmende Federelement oder die zweite Feder 104 ist so ausgelegt, dass es/sie die elektrische Verbindung, die von dem elektrisch leitenden Federelement 102 hergestellt wird, zumindest teilweise abschirmt. Zum Beispiel ist die zweite oder äußere Feder 104 so ausgelegt, dass sie EM-Wellen oder -Signale, die von dem ersten oder inneren Federelement 102 erzeugt werden, abschirmt, damit diese die umgebenden Komponenten oder Vorrichtungen nicht erreichen oder diese stören. Die zweite Feder 104 ist ferner so ausgelegt, dass sie die innere Feder 102 gegen EM-Wellen oder -Signale aus der äußeren Umgebung abschirmt, so dass diese nicht die Signale stören, die durch die Kontaktanordnung 100 übertragen werden. Bei einem Beispiel sind sowohl die elektrisch leitenden als auch die abschirmenden Federelemente 102, 104 abgeschrägte Schraubenfedern, die entweder axial abgeschrägte Schraubenfedern oder radial abgeschrägte Schraubenfedern sein können, so wie diese Ausdrücke auf dem Sachgebiet bekannt sind. Andere Federelemente können jedoch auch verwendet werden, wie zum Beispiel V-Federn, Bandfedern, Druckfedern, Tellerfedern, Wellfedern etc. Das in 1 dargestellte Beabstandungselement 106 weist eine innere Nut 113 mit V-förmigem Grund und eine äußere Nut 116 mit V-förmigem Grund auf, die wahlweise einen flachen Grund zwischen den zwei konisch zulaufenden Oberflächen, d. h. ein kegelstumpfförmiges V, aufweisen können. Andere Ausgestaltungen des Nutgrunds können jedoch auch verwendet werden, wie zum Beispiel ein flacher Grund, ein C-förmiger Grund etc. Ferner können die Seitenwände 110a, 110b flach sein, d. h. keine Nuten aufweisen, wie z. B. bei dem Federelement 102 der Anordnung 120 von 1A gezeigt ist. Alternativ kann das Beabstandungselement 106 unterschiedliche Ausgestaltungen der inneren und äußeren Nuten aufweisen. Zum Beispiel ist eine Nut eine V-förmige Nut, während die andere Nut eine im Wesentlichen quadratische Form aufweist oder einen C-förmigen Grund aufweist.
Somit versteht sich, dass ein Aspekt der vorliegenden Offenlegung eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung aufweist, die eine erste Feder, ein Beabstandungs- oder Abstandselement und eine zweite Feder aufweist, die entlang der gleichen Ebene angeordnet oder positioniert sind. Bei einem Beispiel sind die Komponenten ringförmig ausgestaltet und koaxial positioniert, wobei sich die zweite Feder auf der Außenseite der ersten Feder befindet. Das Beabstandungselement 106 steht sowohl mit der ersten Feder 102 als auch der zweiten Feder 104 in Kontakt, wobei die zweite Feder 104 eine abschirmende Feder zum Abschirmen von EM-Wellen, die von der ersten Feder erzeugt werden, oder EM-Wellen oder -Signalen aus der Umgebung ist, damit diese die erste Feder 102 nicht stören. Das Beabstandungselement 106 aufweist sowohl innere als auch äußere Seitenwände und steht über seine inneren bzw. äußeren Seitenwände mit den ersten und zweiten Federn in Kontakt.
Bei einigen Beispielen kann eine Abdichtungseinrichtung gegen die Umgebung zu dem Verbindungsteil 100 von 1 und 1A hinzugefügt werden. Zum Beispiel kann ein O-Ring oder eine federbetätigte Abdichtung, wie z. B. diejenigen, die in Pat. Nr. 5,979,904 von Balsells offengelegt sind, um den äußersten Umfang herum hinzugefügt werden, um das Verbindungsteil abzudichten.
Bei anderen FaF-Kontaktanordnungen und Anordnungskomponenten, die nachstehend offengelegt werden, wie z. B. anderen Trag- und Abstandskomponenten, versteht sich, dass dann, wenn ein Merkmal gezeigt, jedoch nicht ausdrücklich beschrieben ist und anderweitig dem Merkmal oder den Merkmalen, die an anderer Stelle beschrieben sind, wie z. B. vorstehend mit Bezug auf 1 und 1A, gleich oder im Wesentlichen gleich ist, das offengelegte Teil oder die offengelegten Teile, die in den folgenden Zeichnungen gezeigt sind, jedoch nicht ausdrücklich beschrieben sind, da sie redundant sind und da sich ein Wissen auf einer Grundlage aufgebaut hat, die durch frühere Offenlegungen gebildet worden ist, trotzdem als durch die gleichen oder im Wesentlichen gleichen Merkmale beschrieben oder gelehrt verstanden werden, die in dem Text bezüglich der Ausführungsform, bei der das Merkmal oder die Merkmale beschrieben sind, ausdrücklich dargelegt sind, wie z. B. bezüglich der Kontaktanordnungen von 1 und 1A. Anders ausgedrückt sind nachfolgende Offenlegungen der vorliegende Anmeldung auf der Grundlage früherer Offenlegungen aufgebaut, sofern der Kontext nichts anderes angibt. Die Offenlegung versteht sich daher so, dass sie einen Durchschnittsfachmann auf dem Sachgebiet hinsichtlich der offengelegten Ausführungsformen und der Merkmale der offengelegten Ausführungsformen lehrt, ohne dass im Wesentlichen gleiche Komponenten oder Merkmale bei sämtlichen Ausführungsformen wiederholt werden müssen, da ein Fachmann im Wesentlichen gleiche strukturelle Merkmale, über die er gerade in mehreren vorhergehenden Absätzen gelesen hat, nicht außer Acht lassen würde oder ein Wissen ignorieren würde, das er aus früheren Beschreibungen, die in der gleichen Spezifikation dargelegt sind, gewonnen hat. Somit enthalten die gleichen oder im Wesentlichen gleichen Merkmale, die bei den folgenden Kontaktanordnungen gezeigt sind, die Lehren früherer Ausführungsformen, sofern der Kontext nichts anderes angibt. Daher wird in Betracht gezogen, dass später offengelegte Ausführungsformen den Vorteil früherer ausdrücklich beschriebener Ausführungsformen genießen, wie z. B. Merkmale und Strukturen früher beschriebener Ausführungsformen, sofern der Kontext nichts anderes angibt. Zum Beispiel sind zwar einige spätere Ausführungsformen des Verbindungsteils nicht so gezeigt, dass sie zwischen zwei Komponenten 112, 114, positioniert sind, wie in 1 gezeigt ist, es versteht sich jedoch, dass sie auf der Basis der Diskussionen von 1 so verwendet werden können.
2 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 124, die der in 1 dargestellten im Wesentlichen gleich ist, jedoch mit einem Beabstandungselement 126, das eine innere Nut 128 mit einem C-förmigen Grund und eine äußere Nut 116 mit einem V-förmigen Grund aufweist. Die Anordnungen 120, 124 von 1A und 2 verstehen sich beide als jeweils mit einer oder zwei angrenzenden Komponenten 112, 114 verbindbar auf im Wesentlichen gleiche Weise wie in 1 gezeigt. Somit betrifft ein Aspekt der vorliegenden Offenlegung ein Abstandselement, das andere Seitenwandgeometrien zum Kontaktieren oder Tragen angrenzender abgeschrägter Schraubenfedern aufweist. Das Abstandselement kann nicht nur bei der Anordnung von 2 verwendet werden, sondern auch bei anderen hier beschriebenen Kontaktanordnungen.
3 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 130, die den in 1, 1A und 2 gezeigten im Wesentlichen gleich ist und ein Abstandselement 106 aufweist, das sich zwischen dem ersten Federelement 102 und dem zweiten Federelement 104 befindet. Bei der vorliegenden Ausführungsform aufweist die Anordnung 130 ferner ein mittleres Tragelement 132, das das innere elektrisch leitende Federelement 102 aufnimmt. Das mittlere Tragelement 132, das bei der vorliegenden Ausführungsform dargestellt wird, weist eine Nut 116 auf mit einem V-förmigen Grund entlang seiner Seite, die das innere elektrisch leitende Federelement 102 aufnimmt. Andere Nutgrundformen können jedoch auch verwendet werden, wie zum Beispiel ein flacher Grund, ein C-förmiger Grund etc. Ferner können auch gar keine Nuten, d. h. flache Seitenwände, verwendet werden. Bei einem Beispiel kann das mittlere Tragelement 132 eine Struktur zum Tragen der Anordnung 130 innerhalb eines (nicht gezeigten) Gehäuses aufweisen. Die FaF-Kontaktanordnung 130 nach der vorliegenden Ausführungsform ist wie die Anordnung von 1 verwendbar. Das mittlere Tragelement 132 sollte nichtleitend sein.
4 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 134, die der in 3 gezeigten im Wesentlichen gleich ist, wobei ein mittleres Tragelement 136 so vorgesehen ist, dass es eine Zusammengreifkomponente 138 aufweist, die sich von einer oder beiden Flächen 108a, 108b des Tragelements erstreckt. Die Zusammengreifkomponente 138 kann mit einem Schaft oder einem Stab mit oder ohne Oberflächenmerkmale, wie z. B. Vorsprünge oder Vertiefungen, zur Verwendung in Zusammenhang oder in Verbindung mit einer der zwei angrenzenden Komponenten 112, 114 (1) ausgeführt sein. Zum Beispiel kann die Zusammengreifkomponente 138 einen Schaft mit einem Positionierungsmerkmal oder ein mechanisches Verbindungsteil zum Verbinden der Anordnung 134 mit einem Gehäuse oder zum Verbinden der verschiedenen Komponenten miteinander aufweisen. Die Zusammengreifkomponente 138 kann zusätzliche Merkmale oder Strukturen, die in 4 nicht gezeigt sind, aufweisen, um ihren Zweck zu erfüllen, wie z. B. Stellschrauben, Vertiefungen, Gewindebohrungen, Flansche, Federnut etc. Ferner kann das mittlere Tragelement 136 mehr als eine Zusammengreifkomponente oder -merkmal aufweisen.
4A zeigt eine alternative FaF-Kontaktanordnung 134, die der von 4 im Wesentlichen gleich ist und ein mittleres Tragelement 136 aufweist. Bei der vorliegenden Ausführungsform aufweist das mittlere Tragelement 136 einen Schaft, der eine vergrößerte Lippe 48 und einen Kanal 50 aufweist, der durch zumindest einen Teil des Schafts ausgebildet ist. Die vergrößerte Lippe 48 kann in eine aufnehmende Vertiefung eingreifen, und der Kanal ist so vorgesehen, dass er eine nach innen gerichtete Biegung der vergrößerten Lippe 48 ermöglicht, wenn diese durch die aufnehmende Vertiefung verläuft.
4B zeigt die FaF-Kontaktanordnung 134 von 4A, die sich zwischen einer ersten Komponente 112 und einer zweiten Komponente 114 befindet, und zwar auf im Wesentlichen gleiche Weise wie die Kontaktanordnung 100 von 1. Wie gezeigt ist, steht die Zusammengreifkomponente 138 in eine Bohrung 52 der zweiten Komponente 114 vor, um die Verbindungsanordnung 134 mechanisch an der zweiten Komponente festzuhalten. Wahlweise kann das mittlere Tragelement 136 eine zweite Zusammengreifkomponente enthalten, die sich aus der ersten Oberfläche 108a sowie der zweiten Oberfläche 108b heraus erstreckt, um mit einer Bohrung zusammenzugreifen, die in der ersten Komponente 112 ausgebildet ist.
Wie vorstehend erwähnt ist, kann eine Abdichtung gegen die Umgebung, wie z. B. ein O-Ring oder eine federbetätigte Lippendichtung, vorgesehen sein, um die Kontaktanordnung 134 abzudichten. Zum Beispiel kann die Abdichtung gegen die Umgebung den Spalt 54 abdichten, der sich zwischen den ersten und zweiten Komponenten 112, 114 befindet. Zum Beispiel kann die Abdichtung eine Abdichtung gegen die Innenflächen 56 der ersten und zweiten Komponenten 112, 114 sein, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit, Staub und andere unerwünschte Materialien in die Kontaktanordnung 134 eintreten.
5 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 140, die eine Vielzahl von elektrisch leitenden Federelementen 102 aufweist, die abwechselnd mit abschirmenden Federelementen 104 angeordnet sind und die durch Beabstandungselemente 106 voneinander beabstandet sind. Die Beabstandungselemente 106, die bei der vorliegenden Ausführungsform dargestellt sind, weisen eine innere und eine äußere Nut mit V-förmigem Grund auf, die entsprechende Federelemente aufnehmen. Es können jedoch auch andere Nutgrundformen verwendet werden, wie zum Beispiel ein flacher Grund, ein C-förmiger Grund etc. Ferner können auch gar keine Nuten, wie z. B. eine flache Seitenwand, verwendet werden. Wie gezeigt ist, sind zwei leitende Federelemente 102 auf der Innenseite eines einzelnen abschirmenden Federelements 104 positioniert. Bei einem weiteren Beispiel sind die innersten und die äußersten Federelemente abschirmende Federelemente 104, während die mittlere Feder ein leitendes Federelement 102 ist, was bedeutet, dass elektrische Signale oder Wellen dazu vorgesehen sind, durch das leitende Federelement 102 zu verlaufen. Bei jedem Abstandselement 106 muss zumindest ein Teil der Struktur nichtleitend sein, um zwei angrenzende Federn zu isolieren.
5A zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 146, die mehrere innere elektrisch leitende Federelemente 102 und ein äußeres abschirmendes Federelement 104 aufweist, die durch Beabstandungselemente 106 voneinander beabstandet sind. Die in dieser Figur gezeigten Beabstandungselemente 106 weisen eine innere und eine äußere Nut mit V-förmigem Grund auf, die entsprechende Federelemente aufnehmen. Andere Nutgrundformen können jedoch auch verwendet werden, wie zum Beispiel ein flacher Grund, ein C-förmiger Grund etc. Ferner können auch gar keine Nuten verwendet werden, wie in 1A gezeigt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind fünf innere elektrisch leitende Federelemente 102 und ein äußeres abschirmendes Federelement 104 vorgesehen. Bei anderen Beispielen kann die Anzahl von inneren elektrisch leitenden und abschirmenden Federelementen 102, 104 in Abhängigkeit von den Anforderungen der Anwendungen, bei denen die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 146 verwendet werden kann, variieren.
6 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 150, die ein inneres elektrisch leitendes Federelement 152 und ein äußeres abschirmendes Federelement 154, die durch ein Beabstandungselement 156 getrennt sind, aufweist, wobei das äußere abschirmende Federelement 154 in dem Beabstandungselement 156 eingebettet ist. Der Ort des eingebetteten äußeren abschirmenden Federelements relativ zu dem Beabstandungselement kann von dem gezeigten abweichen. Das Beabstandungselement 156, das bei der vorliegenden Ausführungsform gezeigt ist, weist eine Nut 158 mit V-förmigem Grund auf, die das innere elektrisch leitende Federelement 152 aufnimmt. Andere Nutgrundformen können jedoch auch verwendet werden, wie zum Beispiel ein flacher Grund, ein C-förmiger Grund etc. Ferner können auch gar keine Nuten verwendet werden. Bei anderen Beispielen ist das abschirmende Federelement 154 nicht in dem Beabstandungselement 156 eingebettet, sondern ist stattdessen in einem elastomeren Außenmantel, wie z. B. einem O-Ring, eingebettet und gegen eine äußere Nut an dem Beabstandungselement 156 positioniert. Die Mitte der Feder kann hohl oder mit einem Elastomermaterial gefüllt sein. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die äußere Feder um ein Elastomermaterial herum ausgebildet, wobei die Wicklungen nach außen freiliegen.
6A zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 151, die ein inneres elektrisch leitendes Federelement 152 und ein äußeres abschirmendes Federelement 154, die durch ein Beabstandungselement 156 getrennt sind, aufweist, wobei das äußere abschirmende Federelement 154 mit einem Elastomermaterial 155 gefüllt ist. Das Federelement 154 weist eine Kombination aus Eigenschaften einer abgeschrägten Schraubenfeder und des Elastomermaterials auf. Das Beabstandungselement 156, das bei der vorliegenden Ausführungsform dargestellt ist, weist an zwei Seitenwänden eine Nut 158 mit einem V-förmigen Grund auf, die das innere elektrisch leitende Federelement 152 und das äußere abschirmende Federelement 154 aufnimmt. Andere Nutgrundformen können jedoch auch verwendet werden, wie zum Beispiel ein flacher Grund, ein C-förmiger Grund etc. Ferner können auch gar keine Nuten verwendet werden. Bei anderen Beispielen ist das abschirmende Federelement 154 nicht in dem Beabstandungselement 156 eingebettet, sondern ist stattdessen in einem elastomeren Außenmantel, wie z. B. einem O-Ring, eingebettet und gegen eine äußere Nut an dem Beabstandungselement 156 positioniert. Die Mitte der Feder kann hohl oder mit einem Elastomermaterial gefüllt sein. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die äußere Feder um ein Elastomermaterial herum ausgebildet, wobei die Wicklungen nach außen freiliegen.
6B zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 153, die ein inneres elektrisch leitendes Federelement 152 und eine äußere EMI-Abschirmdichtung 157, die durch ein Beabstandungselement 156 getrennt sind, aufweist. Bei einem Beispiel ist die EMI-Abschirmdichtung 157 elektrisch leitend. Zum Beispiel kann ein Draht oder ein Drahtkäfig mit einem Elastomermaterial gefüllt oder aus diesem gebildet sein, so dass die Dichtung elektrisch leitend ist. Das Beabstandungselement 156, das bei der vorliegenden Ausführungsform dargestellt ist, weist an zwei Seitenwänden eine Nut 158 mit V-förmigem Grund auf, die das innere elektrisch leitende Federelement 152 und das äußere abschirmende Federelement 154 aufnimmt. Andere Nutgrundformen können jedoch auch verwendet werden, wie zum Beispiel ein flacher Grund, ein C-förmiger Grund etc. Ferner können auch gar keine Nuten verwendet werden.
7 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 160, die denen in 1 und 2 im Wesentlichen gleich ist, wobei das Beabstandungselement 162 eine nicht-rechtwinklige Querschnittform, wie z. B. eine X-Form, aufweist. Der Abstandshalter 162 kann flexibel, wie z. B. aus einem Elastomermaterial oder einem thermoplastischen Elastomer (TPE), gefertigt, sein oder aus einem relativ starren Material gefertigt sein. Zum Beispiel kann der Abstandshalter 162 aus einem thermoplastischen Material geformt sein. Eine solche Form verleiht dem Beabstandungselement eine größere Flexibilität entlang seiner Mittelachse und ermöglicht somit die Aufnahme von größeren Toleranzen bezüglich der Beabstandung zwischen den zwei Flächen. Andere Formen zum Verleihen einer größeren Flexibilität entlang der Mittelachse des Beabstandungselements werden ebenfalls in Betracht gezogen. Das Beabstandungselement 162 von 7 weist eine innere Nut 164 und eine äußere Nut 166 auf, die sowohl Nuten mit V-förmigem Grund als auch andere Nuttypen sein können, die hier an anderer Stelle diskutiert werden. Das Beabstandungselement 162 weist ferner eine obere Nut 168 und eine untere Nut 170 auf.
8 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 180, die denen in 1 und 2 im Wesentlichen gleich ist, wobei das Beabstandungselement 182 einen inneren Vorsprung 184 und einen äußeren Vorsprung 186 aufweist, die in das innere elektrisch leitende Federelement 102 bzw. das äußere abschirmende Federelement 104 vorstehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform stehen die Vorsprünge 184, 186 durch die gesamte Breite sowohl des inneren elektrisch leitenden Feder- als auch des äußere abschirmenden Federelements 102, 104 vor. Die Vorsprünge können jedoch auch in die Federelemente vorstehen und dabei nur einen Abschnitt ihrer Breite abdecken. Die Vorsprünge 184, 186 bieten eine Unterstützung für die Federelemente und können dazu beitragen, die Federelemente mit dem Beabstandungselement 182 zusammenzuhalten, um eine unerwünschte Trennung zu verhindern, wie z. B. bei Einbau, Zusammenbau oder Wartung. Zum Beispiel können die Vorsprünge 184, 186 durch Spalte oder Zwischenräume zwischen aneinander angrenzenden Federwicklungen vorstehen. Bei einigen Beispielen sind mehr als zwei innere Vorsprünge und mehr als zwei äußere Vorsprünge an dem Beabstandungselement 182 vorgesehen.
9 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 190, die im Wesentlichen nur aus einem elektrisch leitenden Federelement 102 besteht. Wahlweise kann ein (nicht gezeigtes) mittleres Tragelement vorgesehen sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht das elektrisch leitende Federelement 102 aus einer abgeschrägten Schraubenfeder. Das Federelement 102 kann als eine erste Feder verwendbar sein, die der in 1 und 2 und an anderer Stelle hier gezeigten im Wesentlichen gleich ist. Bei anderen Beispielen kann das elektrisch leitende Federelement 102 andere Federtypen aufweisen, wie zum Beispiel V-Federn, Bandfedern, Druckfedern, Tellerfedern, Wellfedern etc. Hier verwendbare abgeschrägte Schraubenfedern sind in US 4 655 462 A offengelegt, dessen Inhalt hiermit in seiner Gesamtheit ausdrücklich durch Verweis einbezogen ist. Ferner können die Drähte zum Bilden der Federn mit einer oder zwei weiteren metallischen Materialien oder Schichten beschichtet sein, um verschiedene Charakteristiken der Federn zu regeln, wie z. B. die Widerstandsfähigkeit der Federn zu erhöhen.
10 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 200, die der in 9 gezeigten im Wesentlichen gleich ist und die ferner ein mittleres Tragelement 202 mit einer Zusammengreifkomponente 204 aufweist, die so ausgelegt ist, dass sie in eine angrenzende Komponente, die der Komponente 112 oder 114 von 1 im Wesentlichen gleich ist, eingreift. Das in 10 dargestellte mittlere Tragelement 202 weist eine Nut 116 mit V-förmigem Grund auf, die das elektrisch leitende Federelement 102 aufnimmt. Andere Nutgrundformen können jedoch auch verwendet werden, wie zum Beispiel ein flacher Grund, ein C-förmiger Grund etc. Ferner können auch gar keine Nuten verwendet werden. Die Zusammengreifkomponente 204, die bei der vorliegenden Ausführungsform dargestellt ist, weist die Form eines Stifts auf. Sie kann jedoch auch eine andere Form aufweisen. Ferner kann das mittlere Tragelement 202 in mindestens eine Flächenkomponente, wie z. B. eine angrenzende PCB, eingreifen, ohne dass es eine solche Zusammengreifkomponente 204 aufweist. Ferner kann es mehr als eine Zusammengreifkomponente aufweisen, wie z. B. zwei oder mehr. Des Weiteren kann das mittlere Tragelement 202 von einer oder zwei angrenzenden Komponenten, wie z. B. einer oder zwei angrenzenden PCBs, vorstehen.
11 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 210, die einen Stapel von zwei elektrisch leitenden Federelementen 102 und einen Stapel von zwei abschirmenden Federelementen 104, die durch ein Beabstandungselement 212 getrennt sind und die einteilig ausgebildet sein können, aufweist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Beabstandungselement 212 ferner als ein erstes Beabstandungselementteil 214 und ein zweites Beabstandungselementteil 216 vorgesehen, die durch ein Band 348 voneinander getrennt sind. Ein äußeres Festhalteband 219 ist vorgesehen, um die verschiedenen Komponenten zusammenzuhalten. Bei einem Beispiel ist das äußere Festhalteband 219 mit einer ringförmigen Nut 220 zum Aufnehmen einer Zunge 222 an dem zweiten Beabstandungselementteil 216 versehen. Das Festhalteband 219 kann aus einem nichtleitenden Material gebildet sein. Das Festhalteband kann zum Festhalten der verschiedenen Komponenten und/oder zum Bieten einer Abdichtung gegen die Umgebung dienen.
Bei einem Beispiel ist die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 210 mit einem elektrisch leitenden mittleren Tragelement 224 versehen, das von dem mittleren Körper 221 vorsteht und gerade oder konisch zulaufende Seitenwände 226 aufweist und die inneren elektrisch leitenden Federelemente 102 aufnimmt und ein adäquates Stapeln derselben ermöglicht. Das zweite Beabstandungselementteil 216 ist auch mit einem mittleren Tragelement 228 versehen, das von einem mittleren Körper 221 vorsteht. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das innere Band 218 aus einem isolierenden Material, wie z. B. einem dielektrischen Material, gefertigt. Bei anderen Beispielen ist der mittlere Körper 221 aus einem leitenden Material gefertigt, während die mittleren Tragelemente 224, 228 und das Band 218 aus einem nichtleitenden Material gefertigt sind. Generell muss ein leitender Weg zwischen jedem der jeweiligen Schichtpaare von Federn vorgesehen sein, wobei zwei aneinander angrenzende Paare isoliert sind, um eine Interferenz zu vermeiden.
Die Federn 102, 104 sind mit im Wesentlichen gleich bemessenen Wicklungen gezeigt. Bei anderen Beispielen weisen die Wicklungen unterschiedliche Größen auf, wie z. B. durch Integrieren unterschiedlicher Dicken des mittleren Körpers 221, um die Verwendung von unterschiedlichen Wicklungsgrößen zu ermöglichen. Die doppelschichtige Kontaktanordnung 210 von 11 ermöglicht eine Vergrößerung des wirksamen Arbeitsbereichs der abgeschrägten Schraubenfedern gegenüber einer einschichtigen Kontaktanordnung, wie z. B. der einschichtigen Kontaktanordnung von 1. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität hinsichtlich Verziehen, Fertigungstoleranz und Ausrichtung.
12 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 211, die einen Stapel von zwei elektrisch leitenden Federelementen 102 und einen Stapel von zwei abschirmenden Federelementen 104, die durch ein Beabstandungselement 212 getrennt sind und die einteilig ausgebildet sein können, aufweist. Die vorliegende Kontaktanordnung 211 ist der Kontaktanordnung von 11 im Wesentlichen gleich, mit der Ausnahme, dass der mittlere Körper 221 des Beabstandungselements 212 eine andere Dicke aufweist als der mittlere Körper 221 des mittleren Tragelements 218. Wie gezeigt ist, ist der mittlere Körper 221 des Beabstandungselements 212 dicker als der mittlere Körper 221 des mittleren Tragelements 228. Dadurch wird die Verwendung von unterschiedlichen Federwicklungsgrößen ermöglicht. Wie gezeigt ist, weisen die leitenden Federelemente 102 kleinere Wicklungsgrößen auf als die Wicklungen der abschirmenden Federelemente 104. Bei einem anderen Beispiel ist das Umgekehrte der Fall, dass nämlich die Wicklungen der leitenden Federelemente 102 größer sind.
13 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 240, die ein elektrisch leitendes Federelement 102 und ein abschirmendes Federelement 104, welche durch ein Beabstandungs- oder Abstandselement 106 getrennt sind, aufweist, wobei die inneren und äußeren Federelemente mit zwei gedruckten Leiterplatten 242, 244 in Kontakt stehen. Das innere Federelement 102 steht mit einem elektrischen Anschluss 246, der sich auf der oberen PCB 242 befindet, und einem elektrischen Anschluss 248, der sich auf der unteren PCB 244 befindet, in Kontakt. Somit versteht sich, dass die Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 240 die zwei aneinander angrenzenden gedruckten Leiterplatten 242, 244 über die elektrischen Anschlüsse 246, 248 und das leitende Federelement 102 elektrisch verbindet. Es sei darauf hingewiesen, dass die Ausdrücke erste, zweite, obere, untere, innere und äußere, die hier an anderer Stelle verwendet werden, lediglich dazu dienen, unterschiedliche Referenzpunkte nur zu Diskussionszwecken zu unterscheiden, jedoch nicht notwendigerweise die Komponenten strukturell beschränken, sofern der Kontext nichts anderes angibt.
Bei einem Beispiel sind innere und äußere Koppelelemente 245, 247 vorgesehen, die jeweils mit einer Bohrung, einer oberen Fläche 108a und einer unteren Fläche 108b versehen sind. Jedes Koppelelement 245/247 ist mit einem elektrischen Anschluss 246, 247 versehen. Wie gezeigt ist, erstreckt sich der Anschluss an jedem Koppelelement durchgehend zwischen den oberen und unteren Flächen 108a, 108b. Ebenfalls gezeigt sind leitende Platten 249, die auf den unteren Flächen 108b der Koppelelemente 245, 247 vorgesehen sind. Das abschirmende Federelement 104 ist gegen die Platten 249 vorgespannt. Bei anderen Beispielen ist das abschirmende Federelement 104 mit einem Elastomermaterial, wie z. B. dem mit Bezug auf 6A gezeigten, gefüllt oder ist durch eine abschirmende Dichtung, wie z. B. der in 6B gezeigten, ersetzt.
14 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 270, die ein leitendes Federelement 102 aufweist, das angrenzend an ein Verbundelement 272 positioniert ist, welches sowohl als ein Abstands- als auch als ein Abschirmelement dient. Bei einem Beispiel weist das Verbundelement einen inneren Abschnitt 274 auf, der aus einem ersten Material gefertigt ist, und einen zweiten Abschnitt 276, der aus einem zweiten Material gefertigt ist. Eines der ersten und zweiten Materialien schirmt elektromagnetische Strahlung ab, die von dem elektrisch leitenden Element 102 erzeugt wird, und kann aus dem anderen der ersten und zweiten Materialien bestehen, das mit Partikeln gefüllt ist, welche eine solche Abschirmfähigkeit verleihen. Die inneren und äußeren Abschnitte 274, 276 können einteilig ausgebildet sein, wie z. B. durch gemeinsames Formen oder Überspritzen. Des Weiteren kann die Verbundkomponente 272 mehr als zwei Abschnitte aufweisen. Bei der alternativen Ausführungsform mit mehr als zwei Abschnitten können mehr als einer der Vielzahl von Abschnitten eine elektromagnetische Abschirmung bieten. Wie gezeigt ist, kann der innere Abschnitt 274 aus einem Elastomer, TPE oder einem thermoplastischen Material gefertigt sein, während der äußere Abschnitt 276 des Verbundelements 272 einen leitenden Käfig aufweisen kann, der mit dem gleichen oder einem anderen nichtleitenden Material gefüllt sein kann wie/als der innere Abschnitt 274.
15 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 280, die ein leitendes Federelement 102 aufweist, das angrenzend an ein Verbundelement 282 positioniert ist, welches sowohl als ein Abstands- als auch als ein Abschirmelement dient. Bei einem Beispiel weist das Verbundelement 282 einen inneren Abschnitt 284 auf, der aus einem ersten Material gefertigt ist, und einen äußeren Abschnitt 286, der aus einem zweiten Material gefertigt ist, und zwar auf im Wesentlichen gleiche Weise wie in 14, wobei jedoch die Kontur im Wesentlichen als ein „X“ geformt ist.
16 zeigt noch eine weitere FaF-Kontaktanordnung 290, die gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenlegung vorgesehen ist. Die vorliegende Kontaktanordnung ist mit einigen wenigen Ausnahmen der Kontaktanordnung von 11 und 12 im Wesentlichen gleich. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Kontaktanordnung 290 ferner ein Abstandelement 292 und ein Festhalteband 219 auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das Abstandselement 292 ein erstes Abstandselementteil 294 und ein zweites Abstandselementteil 296 auf mit einem dazwischen befindlichen Band 218. Das erste Abstandselementteil 294 weist eine obere Nut 300 und eine untere Nut 302 zum Aufnehmen eines oberen leitenden Federelements 102 und eines unteren leitenden Federelements 102 auf. Auf im Wesentlichen gleiche Weise weist das zweite Abstandselementteil 296 eine obere Nut 304 und eine untere Nut 306 zum Aufnehmen eines oberen abschirmenden Federelements 104 und eines unteren abschirmenden Federelements 104 auf. Bei einem Beispiel weisen die vier Nuten 300, 302, 304, 306 die gleiche allgemeine Ausgestaltung auf. Bei anderen Beispielen weisen die Nuten unterschiedliche Nutausgestaltungen oder -geometrien auf. Zum Beispiel können die oberen Nuten 300, 304 die gleiche Form aufweisen, während die unteren Nuten 302, 306 andere Formen aufweisen können als die oberen Nuten. Bei einem anderen Beispiel sind die oberen und unteren Nuten 300, 302 des ersten Abstandselementteils 294 gleich, und die oberen und unteren Nuten 304, 306 des zweiten Abstandselementteils 296 sind gleich, die zwei Paare von Nuten unterscheiden sich jedoch voneinander. Durch Unterscheidung oder unterschiedliche Ausgestaltung können die Nuten unterschiedliche Geometrien aufweisen, um die Federn, die sich in den jeweiligen Nuten befinden, zu zwingen, sich in einem unterschiedlichen Drehwinkel zu drehen oder sich gar nicht zu drehen, wie nachstehend diskutiert wird.
Wie gezeigt ist, west jede der vier Nuten zwei Seitenwände 310, 312 und eine dazwischen befindliche untere Wand 314 auf. Die untere Wand 314 verläuft konisch, so dass jede Nut eine Seitenwand 310 aufweist, die länger ist als die andere Seitenwand 312 derselben Nut. Jede Nut weist ferner eine Nutbreite, gemessen zwischen den zwei Seitenwänden, auf. Bei dem gezeigten Beispiel ist die Nutbreite schmaler als die Hauptachse der Federwicklungen der jeweiligen Feder, so dass die Wicklungen der Feder gezwungen sind, zu rotieren, wenn sie innerhalb der Nut platziert sind, wie gezeigt ist. Selbstverständlich ist es bekannt, dass jede Wicklung einer Federwicklung eine Hauptachse und eine Nebenachse aufweist, wobei die Hauptachse die längere der zwei Achsen ist. Die Nuten können mit einer gewünschten Breite und einem gewünschten Winkel für die konisch zulaufende untere Wand 314 bemessen sein, um die Hauptachse der Feder zu zwingen, zu rotieren und sich bei einem gewünschten Drehwinkel zu befinden, wenn sie innerhalb der Nut positioniert ist, zum Beispiel irgendwo zwischen ungefähr 5 Grad und ungefähr 85 Grad bei gezeigten null Grad entsprechend den in 11 und 12 gezeigten Federn. Somit kann die Kontaktanordnung 290 durch Aufweisen der Nuten, die die darin befindlichen Federn zwingen können, sich zu drehen, entweder radiale abgeschrägte Schraubenfedern oder axiale abgeschrägte Schraubenfedern aufnehmen. Ferner können durch Bemessen des Drehwinkels der Wicklungen auf einen gewünschten Winkel die Belastungskräfte zum Abschrägen der Wicklungen, wenn diese mit angrenzenden Komponenten, wie z. B. PCBs, in Kontakt gebracht werden, geregelt werden. Zum Beispiel können die Kräfte steigen, wenn sich die Kontakte näher an der Hauptachse befinden, wie gezeigt ist, und können verringert werden, wenn sich die Kontakte näher an der Nebenachse befinden, wie in 11 und 12 gezeigt ist. Die Federeigenschaften können ferner so geregelt werden, dass durch diese die Belastungskräfte an den angrenzenden Komponenten steigen oder sich verringern.
17 zeigt eine schematische Schnittansicht einer FaF-Kontaktanordnung 320, die gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenlegung vorgesehen ist. Die vorliegende Kontaktanordnung 320 ist mit einigen wenigen Ausnahmen der Kontaktanordnung von 16 im Wesentlichen gleich. Zunächst weist im Gegensatz zu der in 16 gezeigten Doppelschicht aus Federn die Kontaktanordnung eine einzelne Schicht aus Federn 102, 104 auf. Die vorliegende Anordnung 320 weist ein Abstandselement 322, das ein erstes Abstandselementteil 324 aufweist, welches durch ein Band 328 von einem zweiten Abstandselementteil 326 getrennt ist, und ein Festhalteband 330 auf, das mit Ausnahme der Tatsache, dass es eine einzelne Schicht ist, demjenigen von 16 im Wesentlichen gleich ist. Das vorliegende Verbindungsteil weist ferner eine Nut 300, die in dem ersten Abstandselementteil 324 ausgebildet ist, zum Aufnehmen der leitenden ersten Feder 102, und eine Nut 304, die in dem zweiten Abstandselementteil 326 ausgebildet ist, zum Aufnehmen der zweiten abschirmenden Feder 104 auf. Die zwei Nuten 300, 304 können die gleiche Nutausgestaltung aufweisen oder unterschiedliche Nutausgestaltungen aufweisen. Wie gezeigt ist, weist jede Nut zwei Seitenwände und eine dazwischen befindliche konisch zulaufende untere Wand auf. Die Nutbreite ist kleiner als die Hauptachse der Federwicklungen, die sie aufnimmt, um die Feder zu rotieren, und zwar im Gegensatz zu der Nutbreite, die die gleiche Größe hat oder breiter ist, damit die Feder nicht rotiert, wie in 11 und 12 gezeigt ist.
Eine erste Komponente 112 ist durch die FaF-Kontaktanordnung von 17 in elektrischem Kontakt mit einer zweiten Komponente 114 platziert. Die ersten und zweiten Komponenten 112, 114 können jede Anzahl von elektronischen Komponenten oder Vorrichtungen sein, die elektrisch miteinander zu verbinden sind, wie z. B. zwei PCBs. Wie gezeigt ist, ist die Breite oder Höhe des Festhalteband 330 so ausgeführt, dass es mit den ersten und zweiten Komponenten 112, 114 in Kontakt steht. Die Federn 102, 104 stehen jedoch vor dem Montieren der ersten Komponente 112 über die Höhe des Festhaltebands 330 hinaus vor und werden von der ersten Komponente 112 bis zur Hemmung durch das Festhalteband 330 nach unten belastet oder vorgespannt, mit Ausnahme des Falls, in dem das Festhalteband zusammendrückbar ist. Diese Belastung bietet einen formschlüssigen Kontakt zwischen den Federn und den elektrischen Anschlüssen oder Leiterbahnen 332 an der ersten Komponente 112 und kann angesichts der Federkraft versus Biegecharakteristiken für abgeschrägte Federwicklungen gewählt werden. Es versteht sich, dass andere hier an anderer Stelle diskutierte Verbindungsteile inhärent im Wesentlichen gleiche Fähigkeiten aufweisen. Obwohl das Isolierband 328 von der ersten Komponente 112 beabstandet gezeigt ist, ist Luft eine adäquate Isolierung zwischen der ersten Feder 102 und der zweiten Feder 104, solange das Band das erste Abstandselementteil 324 von dem zweiten Abstandselementteil 326 trennt und kein durchgehender elektrischer Weg vorgesehen ist.
Die zweite Komponente 114 ist in anliegendem Kontakt mit dem ersten Abstandselementteil 324 und dem zweiten Abstandselementteil 326 platziert, die leitend sind und durch das nichtleitende Band 328 voneinander getrennt oder isoliert sind. Eine von außen wirkende Kraft oder ein von außen wirkender Druck, wie z. B. durch Halter, Befestigungsteile, und die durch die erste Komponente 112 etc. auf die Federn 102, 104 wirkende entgegengesetzte Zusammendrückkraft können verwendet werden, um adäquate Kontakte zwischen den Leiterbahnen oder Anschlüssen 332 der zweiten Komponente 114 und dem ersten Abstandselementteil 324 und dem zweiten Abstandselementteil 326 sicherzustellen.
18 zeigt noch eine weitere FaF-Kontaktanordnung 340, die gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Anordnungen und Verfahren vorgesehen ist. Wie die anderen hier an anderer Stelle diskutierten Kontaktanordnungen weist die vorliegende Kontaktanordnung 340 ein Abstandselement 342 auf, das ein erstes Abstandselementteil 344 aufweist, das durch ein Band 348 von einem zweiten Abstandselementteil 346 getrennt ist. Obwohl nicht gezeigt, kann ein Festhalteband, wie z. B. ein O-Ring, eine Dichtung oder eine federbetätigte Lippendichtung, verwendet werden, um den Spalt 54 zwischen der ersten Komponente 112 und der zweiten Komponente 114 abzudichten.
Zunächst ist mit Bezug auf das erste Abstandselementteil 344 eine innere Nut 350 zum Aufnehmen des leitenden Federelements 102 vorgesehen. Das erste Abstandselementteil 344 weist ein Abstandsbasisteil 352 auf, das eine Basisplatte 354, einen Basisvorsprung 356 mit einem ersten Vorsprungabschnitt 358 und einem zweiten Vorsprungabschnitt 360 aufweist, die durch eine Schulter 362 voneinander getrennt sind. Der zweite Vorsprungabschnitt 360 kann ein konisch zulaufendes Nasenende zum Vereinfachen des Einsetzens in eine Platte aufweisen, wie nachstehend diskutiert wird. Ein ausgenommener Abschnitt 370 ist zwischen der Basisplatte 354 und dem ersten Vorsprungabschnitt 358 ausgebildet, der einen Teil der Nut 350 bildet. Bei einem Beispiel verläuft eine Seitenwand 372 an dem ersten Vorsprungabschnitt 358 im Wesentlichen gerade oder vertikal, so dass sie parallel zur Mittellinie CL verläuft. Die gerade Seitenwand ermöglicht im eingebauten Zustand, dass das Federelement 102, das eine axiale abgeschrägte Schraubenfeder sein kann, in dieser positioniert ist und den Drehwinkel der Feder nicht beeinträchtigt. Wie gezeigt ist, verläuft die Seitenwand 372 konisch. Die konisch zulaufende Seitenwand bewirkt, dass sich das leitende Federelement 102 leicht dreht. Bei anderen Beispielen kann die konisch zulaufende Seitenwand eingestellt werden, um die Feder weniger als gezeigt oder sogar mehr zu drehen. Ein Rand 374 erstreckt sich von der Basisplatte 354, der als eine äußere Seitenwand der Nut 350 dient. Bei einer alternativen Ausführungsform entfällt der Rand 374 oder ist ein kürzerer Rand als gezeigt vorgesehen.
Eine Abstandsplatte 376 ist mit einer Bohrung 378 versehen, die zum Aufnehmen des zweiten Vorsprungabschnitts 360 bemessen und geformt ist. Die Abstandsplatte 376 weist eine untere Fläche für einen anliegenden Kontakt mit dem leitenden Federelement 102 und eine obere Fläche für einen anliegenden Kontakt mit der ersten leitenden Komponente 112 auf. Wie gezeigt ist, steht die obere Fläche mit der Leiterbahn oder dem Anschluss 332 an der ersten Komponente 112 in Kontakt. Eine elektrische Kommunikation zwischen der ersten Komponente 112 und der zweiten Komponente 114 fließt durch die Leiterbahn oder den Anschluss 332 der ersten Komponente, durch das leitende Federelement 102, durch das erste Abstandselementteil 344, dann durch die Leiterbahn oder den Anschluss der zweiten Komponente 114.
Das Band 348, das aus einem dielektrischen Material gefertigt ist, weist einen Spalt 390 auf, der das Band 348 in einen ersten Abschnitt 392 und einen zweiten Abschnitt 394 trennt. Bei einem Beispiel weisen die zwei Abschnitte 392, 394 die gleiche Größe und Ausgestaltung auf. Vorzugsweise sind die zwei Abschnitte 392, 394 entlang der gleichen Dickenabmessung unterteilt wie die Abstandsplatte 376. Somit ist, wie gezeigt ist, der zweite Abschnitt 394 länger als der erste Abschnitt 392 und ist so vorgesehen, dass er mit der Dicke der Abstandsplatte 376 übereinstimmt. Der Spalt 390 zwischen den zwei Abschnitten 392, 394 kann sich vollständig schließen oder zugehen, wenn das Verbindungsteil verwendet wird und zwischen der ersten Komponenten 112 und der zweiten Komponente 114 platziert ist. Typischerweise verbleibt der Spalt beim Einbau, da es sich versteht, dass Luft eine adäquate Isolierung für die erste Feder 102 und die zweite Feder 104 bietet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das zweite Abstandselementteil 346 als ein Verrastungs-Verbindungsteil ausgelegt. Wie gezeigt ist, weist das zweite Abstandselementteil 346 ein Paar von zusammenpassenden Blöcken 400 auf, das einen außenliegenden Block 402 und einen innenliegende Block 404 aufweist, die dazwischen eine Nut 406 bilden. Wie gezeigt ist, wird die Nut 406 so rotiert, dass die zwei Seitenwände 408, 410 im Wesentlichen parallel mit den ersten und/oder zweiten Komponenten 112, 114 verlaufen, und die untere Wand 412 verläuft im Wesentlichen parallel zur Mittellinie der Anordnung.
Der innenliegende Block 404 steht zusammen mit der abschirmenden Feder 104 in eine Bohrung vor, die von dem außenliegenden Block 402 gebildet ist, der eine Bohrung 414 aufweist, in die die Feder 104 einschnappt, um eine Verrastungsverbindung zu bilden. Bei dem gezeigten Beispiel ist die Nut 414 im Wesentlichen bogenförmig oder C-förmig. Die gezeigte abschirmende Feder 104 ist eine radiale abgeschrägte Schraubenfeder und gegen die zwei Nuten vorgespannt. Bei der gezeigten Ausgestaltung drückt die Vorspannkraft der abschirmenden Feder 104 die außenliegende Rückfläche 420 des innenliegenden Blocks 404 gegen das Band 348, um einen adäquaten Kontakt oder eine adäquate Verbindung zwischen den beiden sicherzustellen. Bei anderen Beispielen kann die Nut 406 modifiziert sein, um konisch zulaufende Flächen aufzuweisen, um die Position der abschirmenden Feder 104 zu rotieren. Die Verbindung zwischen den zwei Nuten 406, 414 und der Feder 104 versteht sich als eine Verrastungsverbindung und ermöglicht, dass der innenliegende Block 404 selbst nach dem Zusammenbau von dem außenliegenden Block 402 getrennt ist.
19 zeigt eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 430, die gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenlegung vorgesehen ist. Die vorliegende Kontaktanordnung 430 ist mit einigen wenigen Ausnahmen der Kontaktanordnung 340 von 18 im Wesentlichen gleich. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das zweite Abstandselement 346 einen innenliegenden Block 404 auf, der eine Nut 406 mit einer konisch zulaufenden Fläche aufweist, und der außenliegende Block 402 weist eine Nut auf, die mindestens eine gerade Seitenwand 432 aufweist.
Die Nut 406 in dem innenliegenden Block 404 ist so strukturiert, dass sie eine abschirmende Feder 104 aufnimmt, die eine axiale abgeschrägte Schraubenfeder ist, und die Feder so rotiert, dass ihre Hauptachse aus der Orthogonalen zur Mittellinie der Anordnung abgewinkelt ist. Nach dem Zusammenbau der verschiedenen Komponenten, wie in 19 gezeigt ist, ist die Nut 414 an dem außenliegenden Block 402 so bemessen und geformt, dass die mindestens eine gerade Seitenwand 432 nahe an einem Ende der Hauptachse der Wicklungen mit der Feder in Kontakt steht. Und da sich eine abgeschrägte Schraubenfeder nicht biegt, wenn sie nahe ihrer Hauptachse belastet wird, kann durch den Kontakt mit der mindestens einen Seitenwand 432 die Feder nicht angehoben werden, um es den zwei Blöcken 402, 404 zu ermöglichen, sich zu trennen. Die Verbindung mit den zwei Nuten 406, 414 und der Feder 104 versteht sich daher als eine Verriegelungsverbindung.
In 20 ist eine Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung 440 gezeigt, die gemäß noch weiteren Aspekten der vorliegenden Offenlegung vorgesehen ist. Die vorliegende Kontaktanordnung 440 ist mit einigen wenigen Ausnahmen der Kontaktanordnung 340 in 18 und der Kontaktanordnung 430 in 19 im Wesentlichen gleich. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das zweite Abstandselement 346 einen innenliegenden Block 404 auf, der eine Nut 406 mit zwei Seitenwänden und einer unteren Wand zum Aufnehmen einer radialen abgeschrägten Schraubenfeder aufweist. Die zwei Seitenwände verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander, und die untere Wand verläuft im Wesentlichen parallel zur Mittellinie der Anordnung. Der außenliegende Block 402 weist keine Nut auf.
Die Nut 406 in dem innenliegenden Block 404 ist so strukturiert, dass sie eine abschirmende Feder 104, die eine radiale abgeschrägte Schraubenfeder ist, aufnimmt, die Feder jedoch nicht rotiert. Die Nutbreite und entweder eine oder mehrere Seitenwände und/oder die untere Wand können jedoch konisch zulaufen, um die Feder zu rotieren. Nach dem Zusammenbau, der in 20 gezeigt ist, ist die Feder 104 gegen eine flache Fläche vorgespannt, die in der Bohrung des außenliegenden Blocks 402 vorgesehen ist, der als ein Halteverbindungsteil bezeichnet wird. Bei einem Halteverbindungsteil halten eine Reibungskraft und die Federkonstante den außenliegenden Block 402 und den innenliegenden Block 404 zusammen, diese können jedoch überwunden werden, um die zwei Komponenten zu trennen.
Verfahren zum Herstellen und Verfahren zum Verwenden von Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnungen, wie sie hier gezeigt sind, verstehen sich als in den Umfang der vorliegenden Offenlegung fallend.
Obwohl beschränkte Ausführungsformen von Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnungen und deren Komponenten hier spezifisch beschrieben und dargestellt worden sind, sind für Fachleute auf dem Sachgebiet viele Modifikationen und Variationen offensichtlich. Zum Beispiel können die verschiedenen Beabstandungselemente und Tragelemente so modifiziert werden, dass sie andere Formen aufweisen als hier beschrieben ist, und andere Stapelanordnungen in Bezug auf die Anordnung von 11 und 12 können vorgesehen sein. Ferner versteht sich und wird in Betracht gezogen, dass Merkmale, die spezifisch für eine Kontaktanordnung diskutiert worden sind, bei einer anderen Kontaktanordnung vorgesehen sein können, vorausgesetzt, dass die Funktionen kompatibel sind. Zum Beispiel kann das X-förmige Tragelement von 7 als eines der Tragelemente in der Reihe von Tragelementen von 5 verwendet werden. Entsprechend versteht sich, dass die Kontaktanordnungen und deren Komponenten, die gemäß den Prinzipien der offengelegten Vorrichtung, System, und Verfahren ausgelegt sind, anders ausgeführt sein können als hier spezifisch beschrieben ist. Die Offenlegung ist auch in den folgenden Patentansprüchen definiert.

Claims

Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (100, 120, 124, 130, 134, 140, 146, 150, 151, 160, 180), die ein elektrisch leitendes abgeschrägtes Schraubenfederelement (102, 152) mit ringförmiger Ausgestaltung und ein abschirmendes abgeschrägtes Schraubenfederelement (104, 154) mit ringförmiger Ausgestaltung aufweist, die durch ein Beabstandungselement (106, 122, 126, 156, 162, 182) voneinander getrennt sind und relativ zueinander koaxial positioniert sind; wobei das Beabstandungselement (106, 122, 126, 156, 162, 182) mit dem elektrisch leitenden abgeschrägten Schraubenfederelement (102, 152) und dem abschirmenden abgeschrägten Schraubenfederelement (104, 154) in Kontakt steht; wobei das elektrisch leitende abgeschrägte Schraubenfederelement (102, 152) ausgestaltet ist, zwei voneinander beabstandete elektrische Komponenten (112, 114) elektrisch zu verbinden, und das abschirmende abgeschrägte Schraubenfederelement (104, 154) die elektrische Verbindung zwischen den beiden voneinander beabstandeten elektrischen Komponenten (112, 114), die von dem elektrisch leitenden abgeschrägte Schraubenfederelement (102, 152) bereitgestellt wird, zumindest teilweise abzuschirmen.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (100, 120, 124, 130, 134, 140, 146, 150, 151, 160, 180) nach Anspruch 1, wobei das Beabstandungselement (106, 122, 126, 156, 162, 182) mit mindestens einer der zwei voneinander beabstandeten elektrischen Komponenten (112, 114) in Kontakt steht.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (130, 134) nach Anspruch 1, die ferner ein mittleres Tragelement (132, 136) aufweist, das mit dem elektrisch leitenden abgeschrägten Schraubenfederelement (102) in Kontakt steht.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (130, 134) nach Anspruch 3, wobei das mittlere Tragelement (132, 136) mit mindestens einer der zwei voneinander beabstandeten elektrischen Komponenten (112, 114) in Kontakt steht.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (120, 124, 130, 134, 140, 146, 150, 160, 180) nach Anspruch 1, wobei das Beabstandungselement (106, 122, 126, 156, 162, 182) eine innere Nut (113, 128, 164) mit einem flachen Grund, einem V-förmigen Grund oder einem C-förmigen Grund aufweist, die das elektrisch leitende abgeschrägte Schraubenfederelement aufnimmt, und eine äußere Nut (116, 166) mit einem flachen Grund, einem V-förmigen Grund oder einem C-förmigen Grund aufweist, die das abschirmende abgeschrägte Schraubenfederelement aufnimmt.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (130, 134) nach Anspruch 3, wobei das mittlere Tragelement (132, 136) eine äußere Nut (116) aufweist, die das elektrisch leitende abgeschrägte Schraubenfederelement (102) aufnimmt, wobei die äußere Nut einen flachen Grund, einen V-förmigen Grund oder einen C-förmigen Grund aufweist.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (100, 120, 124, 130, 134, 140, 146, 150, 151, 160, 180) nach Anspruch 1, wobei das Beabstandungselement (106, 122, 126, 156, 162, 182) aus einem dielektrischen Material gefertigt ist.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (130, 134) nach Anspruch 3, wobei das mittlere Tragelement (132, 136) aus einem dielektrischen Material gefertigt ist.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (130, 134) nach Anspruch 1, wobei das Beabstandungselement (106) mehr als eine Komponente aufweist.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (134) nach Anspruch 1, die ferner ein Zentrierteil (138) aufweist, das von mindestens einer von zwei Flächen des mittleren Tragelements (136) vorsteht.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (160) nach Anspruch 1, wobei das Beabstandungselement (162) eine X-Form aufweist.
Fläche-an-Fläche Kontaktanordnung (180) nach Anspruch 1, wobei das Beabstandungselement (182) innere und äußere Vorsprünge (184, 186) aufweist, die in das elektrisch leitende abgeschrägte Schraubenfederelement (102) und in das äußere abschirmende abgeschrägte Schraubenfederelement (104) vorstehen.
Fläche-an-Fläche Kontaktanordnung (100, 120, 124, 130, 134, 140, 146, 150, 151, 160, 180) nach Anspruch 1, die ferner eine Abdichtung aufweist, die sich außerhalb des abschirmenden Federelements befindet.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211, 290), die mindestens zwei innere elektrisch leitende Federelemente (102, 102) und mindestens ein äußeres abschirmendes Federelement (104) aufweist, die durch ein Beabstandungselement (212, 292) getrennt sind; wobei die inneren und äußeren Federelemente (102, 104) in das Beabstandungselement (212, 292) eingreifen; wobei eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente (102) ausgestaltet ist, mit einer ersten elektrischen Komponente (112) in elektrischem Kontakt zu stehen, und ein anderes der inneren elektrisch leitenden Federelemente (102) ausgestaltet ist, mit einer zweiten elektrischen Komponente (114) in elektrischem Kontakt zu stehen, und das äußere abschirmende Federelement (104) die elektrische Verbindung, die von den mindestens zwei inneren elektrisch leitenden Federelementen (102, 102) bereitgestellt wird, zumindest teilweise abschirmt; wobei eine innere elektrisch leitende Komponente (224) in die inneren elektrisch leitenden Federelementen (102, 102) eingreift.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211, 290) nach Anspruch 14, wobei das Beabstandungselement (212, 292) in mindestens eine der zwei elektrischen Komponenten (112, 114) eingreift.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211, 290) nach Anspruch 14, wobei die innere elektrisch leitende Komponente (224) in mindestens eine der zwei elektrischen Komponenten (112, 114) eingreift.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211, 290) nach Anspruch 14, wobei das Beabstandungselement (212, 292) mindestens eine innere Nut aufweist mit einem flachen Grund, einem V-förmigen Grund oder einem C-förmigen Grund, die eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente (102, 102) zumindest teilweise aufnimmt, und eine äußere Nut aufweist mit einem flachen Grund, einem V-förmigen Grund oder einem C-förmigen Grund, die das äußere abschirmende Federelement (104) zumindest teilweise aufnimmt.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211, 290) nach Anspruch 14, wobei die innere elektrisch leitende Komponente (224) mindestens eine äußere Nut aufweist, die mindestens eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente (102, 102) zumindest teilweise aufnimmt, wobei die äußere Nut einen flachen Grund, einen V-förmigen Grund oder einen C-förmigen Grund aufweist.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211, 290) nach Anspruch 14, wobei das Beabstandungselement (212, 292) ein Band (218) aus einem dielektrischen Material aufweist.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211, 290) nach Anspruch 14, wobei das Beabstandungselement (212, 292) mehr als eine Komponente aufweist.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211), die eine erste elektrische Komponente (112), eine zweite elektrische Komponente (114) und mindestens zwei innere elektrisch leitende Federelemente (102, 102) aufweist; wobei eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente (102, 102) mit der ersten elektrischen Komponente (112) in elektrischem Kontakt steht, und ein anderes der inneren elektrisch leitenden Federelemente (102, 102) mit der zweiten elektrischen Komponente (114) in elektrischem Kontakt steht; wobei eine innere elektrisch leitende Komponente (224) in die inneren elektrisch leitenden Federelemente (102, 102) eingreift.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211) nach Anspruch 21, wobei die innere elektrisch leitende Komponente (224) in mindestens eine der zwei elektrischen Komponenten (112, 114) eingreift.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211) nach Anspruch 21, wobei die innere elektrisch leitende Komponente (224) mindestens eine äußere Nut aufweist, die mindestens eines der inneren elektrisch leitenden Federelemente (102, 102) zumindest teilweise aufnimmt, wobei die äußere Nut einen flachen Grund, einen V-förmigen Grund oder einen C-förmigen Grund aufweist.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (210, 211) nach Anspruch 21, die ferner eine äußere Abschirmfederkomponente (104) zum Abschirmen der elektrischen Verbindung zwischen den zwei elektrischen Komponenten (112, 114) aufweist, die von den inneren elektrisch leitenden Federelementen (102, 102) und der inneren elektrisch leitenden Komponente (224) bereitgestellt wird.
Fläche-an-Fläche-Kontaktanordnung (340, 430, 440), die aufweist: ein Beabstandungselement (342), das ein erstes Beabstandungselementteil (344) aufweist, das durch ein Band (348) von einem zweiten Beabstandungselementteil (346) getrennt ist; eine innere Nut (350), die in dem ersten Beabstandungselementteil (344) vorgesehen ist und eine bewegbare Abstandsplatte (376) aufweist, die zumindest einen Teil der inneren Nut bildet, in der ein elektrisch leitendes Federelement (102) angeordnet ist; wobei das zweite Beabstandungselementteil (346) einen innenliegenden Block (404) aufweist, der innerhalb einer Bohrung eines außenliegenden Blocks (402) positioniert ist und dazwischen eine äußere Nut (406) bildet; ein abschirmendes Federelement (104), das in der äußeren Nut (406) vorgesehen ist und eine Verrastungsverbindung, eine Verriegelungsverbindung oder eine Halteverbindung zwischen dem innenliegenden Block (404) und dem außenliegenden Block (402) bildet.